一种基于DNA水凝胶的SERS-FL双模传感器的制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于DNA水凝胶的SERS

【技术实现步骤摘要】
一种基于DNA水凝胶的SERS
‑
FL双模传感器的制备与应用


[0001]本专利技术涉及生物传感器
，具体涉及一种基于DNA水凝胶的SERS
‑
FL双模传感器的制备与应用。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们的物质生活水平与从前相比有极大改善，但随着层出不穷的食品或环境问题的出现，使得人们身体长期处于各种亚健康状态，从而导致部分人群更容易增加癌症的发病率。因此，为提高公众的亚健康防范意识，有效监测人体健康状态，对于患者癌症的早期预警、诊断及治疗尤为重要。目前临床上对于癌症公认的诊断依据之一是监测相关肿瘤生物标志物含量水平，但现有的检测方法对于癌症的早期诊断存在一定局限性，不精确的定量分析容易导致样品假阳/阴性的发生。
[0003]因此，亟需开发一种灵敏、准确、高选择性的新型双模传感器，以用于血清及细胞的直接定量分析，从而为构建癌症生物标志物的SERS
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FL早期预判分析方法提供重要的研究价值和技术支持。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种基于DNA水凝胶的SERS
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FL双模传感器的制备与应用。本专利技术中的SERS
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FL双模传感器能够采用SERS和荧光两种不同的信号同时对样品内(如血清)的特定生物标志物进行定量分析，且检测便捷高效，特异性强、灵敏度高、准确度高，有利于提高早期潜伏癌症的辨识度。
[0005]本专利技术的第一个方面，提供一种表面增强拉曼
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荧光(surface enhanced Raman scattering
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fluorescence，SERS
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FL)双模传感器，所述表面增强拉曼
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荧双模传感器包括以DNA框架为骨架的水凝胶和附着于所述水凝胶空腔结构中的Au@Ag纳米颗粒和NQDs(纳米量子点)。
[0006]在本专利技术的一些实施方式中，所述DNA框架是由DNA
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1、DNA
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2、DNA
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3、适配体和cDNA杂交得到三维结构框架。
[0007]在本专利技术中，所述DNA框架为Y型DNA三维骨架前躯体，其中，DNA
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1、DNA
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2、DNA
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3为半互补序列，适配体和cDNA可形成互补双链(Apt
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cDNA)，由此，DNA
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1、DNA
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2、DNA
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3和Apt
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cDNA会以碱基互补配对的方式形成Y型结构。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述杂交为退火杂交，退火温度为92～95℃。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述DNA
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1的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述DNA
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2的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述DNA
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3的核苷酸序列如SEQ ID NO:5所示。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述适配体的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述适配体特异性靶向生物标志物
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上皮细胞黏附
因子(Epithelial cell adhesion molecule,EpCAM)。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述cDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述各核苷酸序列的长度要求为30～60base。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述水凝胶中还含有氧化石墨烯。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述Au@Ag纳米颗粒的粒径为15～40nm。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述Au@Ag纳米颗粒包括Ag外壳和Au纳米颗粒核心。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述Ag外壳的厚度为5～10nm。
[0020]在本专利技术中，所述SERS
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FL双模传感器的工作原理为：在特定的激光照射下，SERS
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FL双模传感器中封装于水凝胶内部空腔结构中的NQDs通过GO电子传质作用产生能量转移，使得Au@Ag NPs获得更多电子，此时，SERS信号显著增强而NQDs处于猝灭状态。当SERS
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FL双模传感器对样品中的目标对象进行捕获后，经过一定时间孵育DNA水凝胶发生裂解(释放出NQDs，其荧光得到恢复)，离心收集Au@Ag NPs(沉淀)和NQDs(上清)，Au@Ag NPs作为SERS基底用于SERS检测，上清液用于FL测试，即可完成对于人血清和癌细胞中特定生物标志物双重信号的检测。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述SERS
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FL双模传感器分别基于拉曼检测(针对SERS结果)和荧光检测(针对FL结果)来检测特定的物质。
[0022]表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种灵敏度高、光稳定性好，且兼具有分子“指纹”特征的光谱，在检测领域中具有极高的应用价值。在其基础上进一步结合荧光(FL)光谱，从而获得快速响应及成像特点，从而得到了一种优势互补的双模态生物传感器，以突破性提高本专利技术中的分析方法的准确度和灵敏度。
[0023]本专利技术的第二个方面，提供本专利技术第一个方面所述的SERS
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FL双模传感器的制备方法，包括如下步骤：
[0024]将本专利技术第一个方面中所述的DNA
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1、DNA
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2、DNA
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3、适配体和cDNA混合后在92～95℃下退火杂交，然后分别加入银包覆的Au纳米颗粒和NQDs，孵育20～40min；等体积混合分别加入含有银包覆的Au纳米颗粒和NQDs的混合液，然后加入丙烯酰胺单体、氧化石墨烯，继续孵育1～5h，即得SERS
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FL双模传感器。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述银包覆的Au纳米颗粒可以为使用市售Au NPs进行Ag壳包覆得到的纳米颗粒或是市售Au@Ag纳米颗粒。
[0026]在本专利技术中，所述银包覆的Au纳米颗粒的制备方法为：将氯金酸水溶液加热沸腾后滴加入柠檬酸三钠，待溶液变淡酒红，停止加热并冷却至室温，离心得到Au NPs；在持续搅拌的条件下，加入抗坏血酸，然后加入AgNO3，即得Au@Ag纳米颗粒(即银包覆的Au纳米颗粒)。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，通过调节Au NPs和AgNO3的比例来调整Au@Ag纳米颗粒上的银包覆层厚度。
[0028]在本专利技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼
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荧光双模传感器，其特征在于，所述表面增强拉曼
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荧光双模传感器包括以DNA框架为骨架的水凝胶和附着于所述水凝胶空腔结构中的Au@Ag纳米颗粒和纳米量子点NQDs。2.根据权利要求1所述的表面增强拉曼
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荧光双模传感器，其特征在于，所述DNA框架是由DNA
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1、DNA
‑
2、DNA
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3、适配体和cDNA杂交得到的三维结构框架；所述DNA
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1的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示；所述DNA
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2的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示；所述DNA
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3的核苷酸序列如SEQ ID NO:5所示；所述适配体的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示；所述cDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。3.根据权利要求1所述的表面增强拉曼
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荧光双模传感器，其特征在于，所述水凝胶中还含有氧化石墨烯。4.根据权利要求1所述的表面增强拉曼
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荧光双模传感器，其特征在于，所述Au@Ag纳米颗粒的粒径为15～40nm。5.权利要求1～4任一项所述的表面增强拉曼
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荧光双模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卓旻，黄路，李攻科，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
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